COMPUTATIONAL CHEMISTRY WITH ELECTRONIC STRUCTURE METHODS

목차

1. Abstract
2. Introduction
3. Experimental Method
4. Result
5. Discussion
6. Conclusion
7. Reference

본문내용

계산 화학은 양자역학의 원리를 바탕으로 화학물의 구조와 화학 반응을 수치적으로 모델링하여 연구하는 학문으로 컴퓨터 프로그램을 이용하여 계산할 수 있다. Electronic structure 계산을 수행하는 여러 가지 프로그램 중 Gaussinan09를 사용할 것이다. 1,2-dichloro-1,2-difluoroethane의 stereoisomers의 energy를 계산하고 ethylene과 formaldehyde의 molecular orbitals 계산 및 시각화, 그리고 Sn2 reaction의 transition state optimization과 IRC path를 확인한다.

<중 략>

Electronic structure method는 분자 구조와 화학반응을 양자 역학의 원리에 기초한 계산을 통해 이해하는 방법이다. 분자의 화학적인 특성은 Schrödinger 방정식을 ( HΨ = EΨ ) 풀면 계산이 된다. 하지만 Schrödinger 방정식을 정확하게 푸는 것은 매우 작은 분자들을 제외하고는 거의 불가능에 가깝다. 따라서 컴퓨터를 이용하여 근사적으로 수치화하는 방법을 사용한다. Electronic structure method는 크게 semi-empirical methods, ab initio methods, density functional methods가 있다. 연구하는 시스템에 있는 원자 수나 계산하는 결과의 정확도 및 시간에 따라 적절한 방법을 선택해서 사용해야 한다.

<중 략>

첫 번째 실험은 Gaussview를 이용해 1,2-dichloro-1,2-difluoroethane의 RR-form과 meso-form 모델을 만들고 계산하는 것이다. 이 두 form은 stereoisomers로 Hartree-Fock method를 이용하여 에너지와 dipole moment에서 차이가 있음을 알 수 있다. RR-form의 energy는 -1,194.71528592 (hartree) 이고, meso-form의 에너지는 -1,194.71784795 (hartree)이다. 1 Hartree =627.51 kcalmol-1 이므로 kcalmol-1 단위로 바꿔주면, RR-form = -749,695.78906765 (kcalmol-1), meso-form = -749,697.3967671 (kcalmol-1) 이다.

참고 자료

Lab manual
Peter Atkins, 「Atkins' Physical Chemistry」, Oxford, 2010